第四单元第四节《控制系统的设计与实施》教学案例

高中通用技术  技术与设计2 (苏教版)

第四单元   控制与设计

第四节  控制系统的设计与实施（第一课时）

教 学 案 例

天津市崇化中学   刘东环

一、教学设计：

（一）教学目标：

1.知识与技能：

了解简单的被控制对象的基本特征，画出系统方框图，形成初步设计方案

2.过程与方法：

通过案例式的探讨和实践改良的技术活动，提高分析能力，培养探究精神，学习权衡的思想。

3.情感、态度与价值观：

（1）通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。

（2) 培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。

（3) 通过多种形式的教学活动，提高学生学习技术课的兴趣。

（二）教学重点、难点：

1.教学重点：

设计一个控制系统应明确的问题；对控制系统的基本要求；控制系统设计的思想方法。

2.教学难点：

设计一个控制系统应明确的问题的分析；控制系统设计的思想方法。

（三）教学策略：

提出一个生活中时常会遇到的问题，在学习和阅读了相关内容后针对这一问题的设计要求进行具体设计并制作成模型，在学生自己设计和制作的过程中达到突破难点，实现教学目标的目的。

本节书从理论上讲内容较难，学生理解起来比较困难，为了能有较好的课堂效果，设计如下：

（1）通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法，从而引入课题。

（2）教师根据课本中的案例，引导学生解决问题，提高学习的自主能力。

（3）寻找一些贴近学生生活实际和典型的《电吹风》《电暧气》（有开环与闭环两种）等案例，利用媒体教学手段增加课堂气氛，帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。

（4）老师起到引导的作用，学生为主体，在学生掌握的基础上，课堂交给学生。让学生进行设计。

（四）学情分析：

学生对一些产品有一定的使用经验，这些经验有成功的，也有失败的，通过控制系统的分析与设计，使学生对一定的实践经验和生活经历，上升到一定的理论认识，对失败的使用经验，能从控制与设计的角度重新的认识。

（五）课前准备：

相关图片

（六）教学过程：

教学环节	师生活动	设计意图
导入	在日常生活中，控制具有十分重要的实践意义，我们今天从实际应用出发，进行几个简单的控制系统设计。现在我们首先了解一下控制系统设计的一般思路。	引出新知，激发学生的学习兴趣。
新课讲授	一、控制系统设计的一般思路          系统要达到的目标？        控制的对象？        被控对象的特性？        被控量和控制量？        外界的主要干扰因素？        怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？        设备和元件？ 1.选择开环还是闭环要根据控制系统的精度要求和条件的可行性而定 2.找出控制系统的干扰因素，并分清主次，找出最大的干扰因素 3.要确定控制量和被控量 4.执行器和检测装置的选择: 一是要根据控制量和被控量的需求，二是根据控制条件 总之，控制系统设计需满足的基本条件: 能达到控制的目的 采用易于实现的方式 降低控制成本 减少对环境的负面影响 二、开环控制系统的设计   与学生一起分析，这个系统要达到的目的是什么？控制的对象是什么？被控对象有哪些特性？被控量的控制量分别是什么？外界的干扰因素是什么？经济实用？安全教育与设计。 设计要求：电吹风能根据不同档位输出不同种类的风. 设计分析：被控对象——电吹风； 被控量——风的速度和温度； 控制量——电机的电压； 干扰因素——房间温度、电源电压的波动…… 工作过程：   学生讨论：普通电风扇控制系统的设计	直接引入题目，便于学生积极思考。                         通过富有吸引力的现实生活中的问题，使学生回想和体会控制系统的工作过程，激发学生的好奇心和主动学习的欲望。             这些设备，学生有一些使用的经验，拿出来加以分析，还可以增加学生的安全意识。
小结	1.     控制系统设计的一般思路 2. 控制系统设计需满足的基本条件	巩固本节课内容
作业	书P124 第1题

七、板书设计：

二、教学反思：

学生要对生活中的一些系统进行分析，思考，并能收集一些设备的工作原理，只有在掌握了大量的系统的工作原理，占有大量的资料的前提下，才能对系统进行分析，画出方框图，才能对其设计有一定的了解。

三、专家点评：

通过一些具体的生活实例导入有关控制的设计方法，引导学生发现问题、分析问题、解决问题，由易到难，在学生自己设计的过程中达到突破难点，实现教学目标的目的，符合新课程理念的要求。以贴近学生生活实际的典型案例为载体，帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识，体现老师的引导作用。以学生为主体，让学生进行设计，改进身边的一些控制系统，理论与实践相结合，以问题为引领，在‘师生互动’的课程理念的设计上都有较好的亮点，还应注意及时反馈。

 

来源：天津教研